Verfahren und Vorrichtung zum statischen oder dynamischen Ermitteln von Sollwerten für Bremskräfte oder BremsmomenteMethod and device for statically or dynamically determining setpoints for braking forces or braking torques
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum statischen und/oder dynamischen Ermitteln von Sollwerten für Bremskräfte oder Bremsmomente gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche. Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der EP-A-0 361 708 bekannt.The invention relates to a method and a device for the static and / or dynamic determination of target values for braking forces or braking torques according to the preambles of the independent claims. Such a method and such a device are known from EP-A-0 361 708.
Die Erfindung findet Anwendung in Fahrzeugen, die vollständig oder zumindest teilweise durch einen Elektroantrieb angetrieben werden. Schematisch ist ein solches Fahrzeug in Fig. 1 gezeigt. Ein elektrischer Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor 101, kann über ein Getriebe 103 auf eine Fahrzeugachse 110b, vorzugsweise die Vorderachse, einwirken und deren Räder 109c, 109d antreiben. Der Motor empfängt seine Energie aus einer Batterie 102, wobei ein Schaltblock 112 zwischengeschaltet ist, der die Energiezufuhr nach Maßgabe einer Steuerung 100 schalten kann. Der Schaltblock 112 kann vergleichsweise einfache Schalter, beispielsweise Relais, aufweisen, oder komplexere, beispielsweise Thyristoren.The invention finds application in vehicles that are driven completely or at least partially by an electric drive. Such a vehicle is shown schematically in FIG. 1. An electric drive, for example an electric motor 101, can act on a vehicle axle 110b, preferably the front axle, via a transmission 103 and drive its wheels 109c, 109d. The motor receives its energy from a battery 102, a switching block 112 being interposed, which can switch the energy supply in accordance with a controller 100. The switching block 112 can have comparatively simple switches, for example relays, or more complex ones, for example thyristors.
Da Elektromotoren grundsätzlich auch als Generatoren betrieben werden können, wurden schon früher für elektrisch angetriebene Fahrzeuge elektrisch-regenerative Bremsen vorgeschlagen. Bei ihnen wird der Motor nicht mehr als Antriebsquelle verwendet, sondern als Generator, der durch
- 2 -Since electric motors can in principle also be operated as generators, electrically regenerative brakes have previously been proposed for electrically powered vehicles. They no longer use the engine as a drive source, but as a generator that runs through - 2 -
die schiebende Fahrzeugmasse über die Räder und den Antriebsstrang als Generator angetrieben wird und dadurch die Batterie 102 lädt.the pushing vehicle mass is driven as a generator via the wheels and the drive train and thereby charges the battery 102.
Aus verschiedenen Gründen ist eine solche Bremsanlage alleine jedoch nicht ausreichend leistungsfähig: Der eingesetzte Elektromotor weist oftmals nicht genügend Leistung auf, um als Generator die geforderte Bremskraft aufbringen zu können. Ferner wird, insbesondere bei Asychron-Antrieben, oftmals kein Schaltgetriebe eingesetzt, so daß bei hohen Geschwindigkeiten, d.h. bei hohen Drehzahlen, nicht genügend Bremskraft vorhanden ist. Über den Zusammenhang P = M ■ &> ist der Zusammenhang zwischen Motorleistung P, Motormoment M und Motordrehzahl &> gegeben. Wenn die Leistung P als mehr oder minder konstant angesehen wird, ergibt sich, daß bei hoher Drehzahl das verfügbare Antriebsmoment und demnach auch das verfügbare Bremsmoment gering ist. Somit ist in hohen Drehzahlbereichen eine elektrisch-regenerative Bremse sehr oft nicht ausreichend kräftig, um tatsächlichen oder auch gesetzlichen Erfordernissen gerecht zu werden. Das Gleiche gilt auch bei mittleren Drehzahlbereichen, wenn hohe Verzögerungen erforderlich sind. Auch dann kann trotz der geringeren Drehzahl die elektrisch-regenerative Bremse manchmal kein ausreichend hohes Bremsmoment zur Verfügung stellen. Ein weiterer Grund für die nicht ausreichende Leistungsfähigkeit einer regenerativen Bremsanlage besteht in der begrenzten Ladefähigkeit der Batterie. Zum Beispiel bei dem Betriebszustand, in dem die Batterie gerade voll geladen ist, darf, wenn keine zusätzlichen elektrischen Verbraucher vorgesehen sind, kein Bremsmoment vom Elektromotor als Generator aufgebracht werden. Ein Überladen der Batterie kann diese zerstören.
cn cn 1 in φ SH φ XJ -P ß Φ Φ φ XJ G ß φ SHHowever, such a braking system alone is not sufficiently powerful for various reasons: The electric motor used often does not have enough power to be able to apply the required braking force as a generator. Furthermore, especially in the case of asynchronous drives, a manual transmission is often not used, so that there is insufficient braking force at high speeds, ie at high speeds. The relationship P = M ■ &> gives the relationship between engine power P, engine torque M and engine speed &>. If the power P is considered to be more or less constant, the result is that at high speed the available drive torque and therefore also the available braking torque is low. An electric regenerative brake is therefore often not sufficiently powerful in high speed ranges to meet actual or legal requirements. The same applies to medium speed ranges when high decelerations are required. Even then, despite the lower speed, the electro-regenerative brake can sometimes not provide a sufficiently high braking torque. Another reason for the insufficient performance of a regenerative braking system is the limited charging capacity of the battery. For example, in the operating state in which the battery is fully charged, no braking torque may be applied by the electric motor as a generator if no additional electrical consumers are provided. Overcharging the battery can destroy it. cn cn 1 in φ SH φ XJ -P ß Φ Φ φ XJ G ß φ SH
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Somit wird die Strategie der Maximierung der Bremsleistung der elektrisch-regenerativen Bremse mit einer Strategie zur Optimierung des Bremsverhaltens durch eine Verteilung der Bremskräfte auf die verschiedenen Fahrzeugachsen kombiniert. Welche dieser Strategien zu befolgen ist, wird nach Maßgabe des Verzögerungswunsches beurteilt, beispielsweise anhand einer aus dem Verzögerungswunsch ermittelten Soll- Fahrzeugverzögerung. In einem ersten Bereich der Soll- Fahrzeugverzögerung mit vergleichsweise niedrigen Werten kann die Strategie der Maximierung der Bremsleistung der elektrisch-regenerativen Bremse befolgt werden, was häufig einer ausschließlichen Nutzung der elektrisch-regenerativen Bremse entspricht, während in einem zweiten Bereich der Soll- Fahrzeugverzögerung mit höheren Verzögerungswerten die Strategie der Bremskraftverteilung auf die Fahrzeugachsen befolgt wird.Thus, the strategy of maximizing the braking power of the electric regenerative brake is combined with a strategy for optimizing the braking behavior by distributing the braking forces over the different vehicle axles. Which of these strategies is to be followed is assessed in accordance with the deceleration request, for example on the basis of a target vehicle deceleration determined from the deceleration request. In a first area of the target vehicle deceleration with comparatively low values, the strategy of maximizing the braking power of the electric regenerative brake can be followed, which often corresponds to an exclusive use of the electric regenerative brake, while in a second area the target vehicle deceleration with higher Deceleration values the strategy of braking force distribution on the vehicle axles is followed.
Die Abgrenzung zwischen den zwei Bereichen kann veränderlich sein, wobei die Veränderung nach Maßgabe interner oder externer Betriebsbedingungen vorgenommen werden kann.The demarcation between the two areas can change, whereby the change can be made according to internal or external operating conditions.
Der die Wahl der jeweiligen Bremsstrategie beeinflussende Verzögerungswunsch kann der Fahrerwunsch sein, wie er beispielsweise über das Bremspedal eingegeben wird. Genauso können aber auch regelungstechnisch erzeugte Verzögerungswünsche verarbeitet werden, beispielsweise aus einer Fahrzeugfolgeregelung oder ähnliches.The deceleration request influencing the choice of the respective braking strategy can be the driver request, as entered, for example, via the brake pedal. In the same way, however, delay requests generated by control technology can also be processed, for example from a vehicle sequence control or the like.
Der Verzögerungswunsch kann zum einen eine Soll-Fahrzeugverzögerung (Dimension m/s2, negative Beschleunigung) umfassen. Wird der Verzögerungswunsch aus dem Bremspedal hergeleitet, entspräche dieser Wert in erster Näherung der Position des Bremspedals. Daneben kann aber auch die Dynamik - die
- 7 -The deceleration request can on the one hand include a target vehicle deceleration (dimension m / s 2 , negative acceleration). If the deceleration request is derived from the brake pedal, this value corresponds in a first approximation to the position of the brake pedal. In addition, however, the dynamic - the - 7 -
zeitliche Veränderung - des Verzögerungswunsches (Dimension m/s3) betrachtet werden. Wird der Verzögerungswunsch aus dem Bremspedal hergeleitet, entspräche dies in erster Näherung der Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals. Die Dynamik des Verzögerungswunsches kann zu erkennen geben, ob eine sanfte, "normale", Bremsung oder eine plötzliche, "außergewöhnliche", Panikbremsung vorzunehmen ist. Somit kann beispielsweise nach Maßgabe der Dynamik des Verzögerungswunsches die oben genannte Bereichsabgrenzung zugunsten der Bremsstrategie zur Verteilung der Bremsmomente auf die Fahrzeugachsen verschoben werden, selbst wenn die Soll-Fahrzeugverzögerung noch vergleichsweise kleine Werte hat.change over time - the delay request (dimension m / s 3 ) can be considered. If the deceleration request is derived from the brake pedal, this would correspond in a first approximation to the actuation speed of the brake pedal. The dynamics of the deceleration request can indicate whether a gentle, "normal" braking or a sudden, "extraordinary" panic braking is necessary. Thus, for example, depending on the dynamics of the deceleration request, the abovementioned range delimitation can be shifted in favor of the braking strategy for distributing the braking torques to the vehicle axles, even if the target vehicle deceleration still has comparatively small values.
Die Reibbremse ist vorzugsweise eine hydraulisch betätigte Bremse, die individuell auf alle Räder des Fahrzeugs einwirken kann. Insbesondere vorteilhaft ist ein "brake-by- wire"-System, bei dem die Bremsdrücke - und dementsprechend die Bremsmomente - an den einzelnen Rädern zwar hydraulisch, aber individuell nach Maßgabe elektrischer Signale aus einer Steuerung bzw. Regelung aufgebaut werden. Mit einem solchen System können radweise bzw. achsweise unterschiedliche Bremsmomente für die Reibbremse in einfacher Weise aufgebaut werden. Die "brake-by-wire" Anlage kann auch elektromechanisch ausgeführt sein.The friction brake is preferably a hydraulically operated brake that can act individually on all wheels of the vehicle. A "brake-by-wire" system is particularly advantageous, in which the brake pressures - and accordingly the braking torques - on the individual wheels are built up hydraulically but individually according to electrical signals from a control system. With such a system, different braking torques for the friction brake can be built up wheel-wise or axle-wise in a simple manner. The "brake-by-wire" system can also be designed electromechanically.
Es hat sich außerdem herausgestellt, daß die Reibbremse einerseits und die elektrisch-regenerative Bremse andererseits unterschiedliche dynamische Verhalten haben. Insbesondere ist das Ansprechverhalten der elektrischregenerativen Bremse oft langsamer als das der Reibbremse. Dies läßt sich auf vergleichsweise lange Übertragungsstrecken einerseits im Antriebsstrang, aber andererseits und
insbesondere auch auf die zugrundeliegende Regelung zurückführen. Da bei praktischen Ausführungsformen der beschriebenen kombinierten Systeme (kombiniert aus Reibbremse und elektrisch-regenerativer Bremse) zum einen eine Reibbremsenregelung, zum anderen aber auch eine Regelung für die elektrisch-regenerative Bremse notwendig ist, können sich schon in der Signalverarbeitung Totzeiten ergeben, die zu einem langsameren Ansprechen der elektrisch-regenerativen Bremse führen. Genauso kann aber auch das Umschalten des Motors zwischen antreibendem und bremsendem Betrieb zu Totzeiten führen, da insbesondere die Zeitkonstanten von Motorinduktivitäten kein beliebig schnelles Umschalten zulassen. Somit kommt häufig die elektrisch-regenerative Bremse dem ihr vorgegebenen Sollwert langsamer nach als die Reibbremse.It has also been found that the friction brake on the one hand and the electric regenerative brake on the other hand have different dynamic behavior. In particular, the response behavior of the electrically regenerative brake is often slower than that of the friction brake. This can be done on comparatively long transmission paths on the one hand in the drive train, but on the other hand and in particular to trace back to the underlying regulation. Since in practical embodiments of the described combined systems (combined of friction brake and electric-regenerative brake) on the one hand a friction brake control, but on the other hand also a control for the electric-regenerative brake is necessary, dead times can already result in the signal processing, leading to a slower response of the electric regenerative brake. In the same way, however, switching the motor between driving and braking operation can lead to dead times, since in particular the time constants of motor inductors do not allow switching to take place at any desired speed. As a result, the electric regenerative brake often follows its setpoint more slowly than the friction brake.
Deshalb wird vorgeschlagen, zumindest einen (nach statischen Kriterien erzeugten) Sollwert für die Reibbremse nach Maßgabe des dynamischen Verhaltens der elektrisch-regenerativen Bremse zu modifizieren. Insbesondere kann derjenige Sollwert der Reibbremse modifiziert werden, der für diejenige Fahrzeugachse vorgesehen ist, an der die elektrischregenerative Bremse wirkt. Die Modifikation bzw. Korrektur kann beispielsweise durch einen regelungstechnischen Ansatz oder durch Anwendung einer Simulation erfolgen.It is therefore proposed to modify at least one setpoint (generated according to static criteria) for the friction brake in accordance with the dynamic behavior of the electric-regenerative brake. In particular, that setpoint of the friction brake can be modified that is provided for the vehicle axle on which the electrically regenerative brake acts. The modification or correction can be carried out, for example, by a control-technical approach or by using a simulation.
Nachfolgend werden, bezugnehmend auf die Zeichnung, einzelne Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
9 -Individual embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. Show it: 9 -
Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Fahrzeugs, in dem die Erfindung angewendet werden kann,1 schematically shows the structure of a vehicle in which the invention can be used,
Fig. 2 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform zur Ermittlung von Sollwerten für Bremsmomente,2 shows a first embodiment according to the invention for determining target values for braking torques,
Fig. 3 eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 2,3 shows a variant of the embodiment according to FIG. 2,
Fig. 4 ein Diagramm, anhand dessen dieFig. 4 is a diagram based on which
Bremskraftverteilung beschrieben wird, undBrake force distribution is described, and
Fig. 5A,B eine dynamische Sollwertermittlung.5A, B a dynamic setpoint determination.
Bevor anhand von Fig. 2 eine erste Ausführungsform beschrieben wird, wird anhand von Fig. 1 ein Fahrzeug erläutert, in dem die Erfindung angewendet werden kann.Before a first embodiment is described with reference to FIG. 2, a vehicle in which the invention can be used is explained with reference to FIG. 1.
Fig. 1 zeigt schematisch in Draufsicht ein Fahrzeug, bei dem rechts die Vorderachse 110b und links die Hinterachse 110a gezeigt ist. Den vier Rädern 109a - 109d sind jeweils Radsensoren 108a - 108d sowie Reibbremsen 107a - 107d zugeordnet. Vorzugsweise handelt es sich bei der Reibbremsanlage um ein "brake-by-wire"-System, bei dem die Bremsdrücke und dementsprechend die Bremsmomente an den einzelnen Rädern nach Maßgabe elektrischer Signale erzeugt werden, wobei die elektrischen Signale vorzugsweise achsindividuell und besonders bevorzugt radindividuell durch eine Steuerung/Regelung 111 erzeugt und den einzelnen Reibbremsen 107a - 107d an den einzelnen Rädern zugeführt werden. Angetrieben wird das Fahrzeug durch einen elektrischen Antrieb 101, vorzugsweise einen Elektromotor, der seine Energie aus einer Batterie 102 empfängt. Zwischen Batterie 102 und Motor 101 ist eine Schalteinheit 112
- 10 -1 schematically shows a top view of a vehicle in which the front axle 110b is shown on the right and the rear axle 110a is shown on the left. Wheel sensors 108a - 108d and friction brakes 107a - 107d are assigned to the four wheels 109a - 109d. The friction brake system is preferably a "brake-by-wire" system in which the brake pressures and, accordingly, the braking torques on the individual wheels are generated in accordance with electrical signals, the electrical signals preferably being axle-specific and particularly preferably wheel-individually by Control 111 is generated and fed to the individual friction brakes 107a-107d on the individual wheels. The vehicle is driven by an electric drive 101, preferably an electric motor, which receives its energy from a battery 102. There is a switching unit 112 between the battery 102 and the motor 101 - 10 -
geschaltet, die den Energiefluß zwischen Batterie 102 und Motor 101 nach Maßgabe von Befehlen aus einer Steuerung 100 steuert. Die Schalteinheit 112 kann beispielsweise einfache Relais aufweisen. Genauso sind aber komplexere Schalteinheiten 112 möglich, die den Energiefluß mittels elektronisch umschaltbarer Schalter, beispielsweise Thyristoren, insbesondere GTOS, steuern.switched, which controls the energy flow between battery 102 and motor 101 in accordance with commands from a controller 100. The switching unit 112 can have simple relays, for example. However, more complex switching units 112 are also possible, which control the energy flow by means of electronically switchable switches, for example thyristors, in particular GTOS.
Über ein gegebenenfalls vorhandenes Getriebe 103 wird die Antriebsleistung des elektrischen Antriebs 101 an das Fahrzeug abgegeben. Im gezeigten Beispiel ist nur eine Achse angetrieben, insbesondere die Vorderachse 110b. Auch ein beidachsiger Antrieb bzw. Allradantrieb ist jedoch möglich. Batterie 102, Motor 101 und gegebenenfalls vorhandenes Getriebe 103 weisen Sensoren 104, 105, 106 auf, die Betriebszustände der einzelnen Komponenten der Steuerung 100 mitteilen.The drive power of the electric drive 101 is delivered to the vehicle via a transmission 103 which may be present. In the example shown, only one axle is driven, in particular the front axle 110b. A two-axis drive or four-wheel drive is also possible. The battery 102, the motor 101 and, if applicable, the gear 103 have sensors 104, 105, 106, which communicate the operating states of the individual components to the controller 100.
Die Steuerung 100 hat verschiedene Aufgaben, von denen nur die hier wesentlichen beschrieben werden. Sie beeinflußt den Energiefluß zwischen Energiespeicher/Batterie 102 und Motor 101, um entweder das gewünschte Antriebsmoment oder das gewünschte Bremsmoment bereitzustellen. Dazu kann die Steuerung 100 den Schaltblock 112 in geeigneter Weise ansprechen. Insofern dient die Steuerung 100 auch der Steuerung der elektrisch-regenerativen Bremse. Die Steuerung kann darüber hinaus in Fig. 1 nicht gezeigte Signale empfangen, die sie für ihre Datenverarbeitung benötigt. Insbesondere kann sie an einen fahrzeuginternen Bus angeschlossen sein, von dem sie die benötigten Daten erhält. Die Steuerung 100 kann außerdem eine Schnittstellenfunktion hin zur Steuerung 111 für die Reibbremse haben. In diesem Zusammenhang wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Steuerung/Regelung 100 für
- 11 -The controller 100 has various tasks, only the most important of which are described here. It influences the energy flow between energy store / battery 102 and motor 101 in order to provide either the desired drive torque or the desired braking torque. For this purpose, the controller 100 can address the switching block 112 in a suitable manner. In this respect, the controller 100 also serves to control the electric regenerative brake. The controller can also receive signals (not shown in FIG. 1) that it needs for its data processing. In particular, it can be connected to an in-vehicle bus, from which it receives the required data. The controller 100 can also have an interface function to the controller 111 for the friction brake. In this connection, however, it is pointed out that the control / regulation 100 for - 11 -
die elektrisch-regenerative Bremse hardwareseitig nicht getrennt von der Steuerung/Regelung 111 für die Reibbremse vorgesehen sein muß. Zwar wird dies häufig der Fall sein. Ein gemeinsamer Aufbau der beiden Steuerungen/Regelungen 100, 111 ist aber ebenso möglich.the electrical-regenerative brake on the hardware side need not be provided separately from the control / regulation 111 for the friction brake. This will often be the case. A common structure of the two controls / regulations 100, 111 is also possible.
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform zur Ermittlung von Sollwerten. Einrichtung 203 ist eine Einrichtung zum Ermitteln einer Soll-Fahrzeugverzögerung aSon aus einem Verzögerungswunsch. In Fig. 2 ist der Fall gezeigt, daß der Verzögerungswunsch von einem Bremspedalsensor 202 aus der Betätigung des Bremspedals 201 abgeleitet wird. Wie oben erwähnt, kann der Verzögerungswunsch aber auch fahrzeugintern durch andere Steuerungs- bzw. Regelungskomponenten erzeugt werden. Wie ebenfalls schon erwähnt, kann der Verzögerungswunsch einerseits eine gewünschte Fahrzeugverzögerung und andererseits auch einen die Dynamik des Verzögerungswunsches angebenden Wert umfassen. Nach Maßgabe des Verzögerungswunsches wird die Soll-Fahrzeugverzögerung aSoll in der Ermittlungseinrichtung 203 ermittelt und für die Ermittlung von Sollwerten für Bremsmomente (zu denen Bremskräfte für den Fachmann äquivalent sind) verwendet.2 shows a first embodiment for determining setpoints. Device 203 is a device for determining a target vehicle deceleration a Son from a deceleration request. FIG. 2 shows the case in which the deceleration request is derived from a brake pedal sensor 202 from the actuation of the brake pedal 201. As mentioned above, the delay request can also be generated in-vehicle by other control or regulating components. As also already mentioned, the deceleration request can include a desired vehicle deceleration on the one hand and a value indicating the dynamics of the deceleration request on the other hand. In accordance with the desired deceleration, the target vehicle deceleration a target is determined in the determining device 203 and used for determining target values for braking torques (to which braking forces are equivalent for the person skilled in the art).
In einer bevorzugten Ausführungsform werden mindestens drei verschiedene Sollwerte (für Bremsmomente) erzeugt, nämlich ein Sollwert MReg für die elektrisch-regenerative Bremse, ein Sollwert MReib,VA für die Reibbremse an der Vorderachse des Fahrzeugs und ein Sollwert MReib,Hft für die Hinterachse des Fahrzeugs. Anstelle der achsweise erzeugten Sollwerte können aber auch radweise Sollwerte erzeugt werden; dann wären zusammen mit dem Sollwert MReg für die elektrisch-regenerative Reibbremse fünf Sollwerte zu erzeugen.
- 12In a preferred embodiment, at least three different setpoints (for braking torques) are generated, namely a setpoint M Reg for the electric regenerative brake, a setpoint M Reib , VA for the friction brake on the front axle of the vehicle and a setpoint M Reib , Hft for the Rear axle of the vehicle. Instead of the axially generated setpoints, wheeled setpoints can also be generated; then five setpoints would have to be generated together with the setpoint M Reg for the electrically regenerative friction brake. - 12th
Die Sollwerterzeugung wird in der Einrichtung 204, 205 vorgenommen. Die Einrichtung 204 empfängt zum einen die Soll- Fahrzeugverzögerung, und zum anderen verschiedene weitere Signale. Beispielsweise können die Signale der Sensoren 104 - 106 in Fig. 1 empfangen werden, die Signale weiterer, nicht näher spezifizierter Sensoren 207, die Signale der Radsensoren 108a - 108d in Fig. 1 sowie Signale aus einer Schnittstelle 209 zu einem Datenbus im Fahrzeug. Daneben kann die Einrichtung 204 ein Signal betreffend die Dynamik des Verzögerungswunsches empfangen. Dies ist durch Leitung 210 angedeutet.The setpoint generation is carried out in the device 204, 205. The device 204 receives the target vehicle deceleration on the one hand and various other signals on the other. For example, the signals of the sensors 104-106 in FIG. 1 can be received, the signals of further sensors 207 not specified in more detail, the signals of the wheel sensors 108a-108d in FIG. 1 and signals from an interface 209 to a data bus in the vehicle. In addition, the device 204 can receive a signal relating to the dynamics of the delay request. This is indicated by line 210.
Nach Maßgabe des Verzögerungswunsches ermittelt die Einrichtung 204, 205 die genannten Sollwerte anhand veränderlicher Kriterien bzw. Strategien. Welches Kriterium bzw. welche Strategie herangezogen wird, wird anhand des Verzögerungswunsches (gewünschte Verzögerung, Dynamik) und insbesondere anhand der Soll-Fahrzeugverzögerung entschieden. Hierzu kann eine Unterscheidungseinrichtung 206 vorgesehen sein, die ein Signal ausgibt, das für die eigentliche Ermittlungseinrichtung 205 angibt, welches Kriterium heranzuziehen bzw. welche Strategie zu befolgen ist.In accordance with the delay request, the device 204, 205 determines the specified setpoints on the basis of variable criteria or strategies. Which criterion or strategy is used is decided on the basis of the deceleration request (desired deceleration, dynamics) and in particular on the basis of the target vehicle deceleration. For this purpose, a differentiating device 206 can be provided which outputs a signal which, for the actual determining device 205, indicates which criterion to use and which strategy is to be followed.
Eine Strategie ist es, die gewünschte Soll-Fahrzeugverzögerung lediglich durch Betätigen der elektrisch-regenerativen Bremse herbeizuführen. Dies kann bei vergleichsweise niedrigen Soll-Fahrzeugverzögerungen bzw. dementsprechenden Verzögerungswünschen erfolgen. Dann wird ein der gewünschten Soll-Fahrzeugverzögerung entsprechender Sollwert (für das Bremsmoment) lediglich für die elektrisch-regenerative Bremse erzeugt (also MReg), während für die Reibbremse keine Sollwerte bzw. Sollwerte von Null erzeugt werden (MReib,VA, MReib,HA) • Eine andere Strategie ist es, die Bremskräfte
- 13 -One strategy is to bring about the desired target vehicle deceleration simply by actuating the electric regenerative brake. This can be done with comparatively low target vehicle decelerations or corresponding deceleration requests. Then a setpoint (for the braking torque) corresponding to the desired setpoint vehicle deceleration is generated only for the electrically regenerative brake (i.e. M Reg ), while no setpoints or setpoints of zero are generated for the friction brake (M Reib , VA , M Re ib, HA) • Another strategy is to use the braking forces - 13 -
zwischen Vorder- und Hinterachse nach Maßgabe weiterer, später anhand von Fig. 4 zu beschreibender, Kriterien zu verteilen. Dann werden ein Sollwert MReg für die elektrischregenerative Bremse sowie Sollwerte MReib,VA, MReib(HA für die Reibbremse nach Maßgabe weiterer Kriterien erzeugt. Diese Strategie eignet sich für höhere Soll-Fahrzeugverzögerungen bzw. dementsprechende Verzögerungswünsche.to distribute between the front and rear axles in accordance with further criteria to be described later with reference to FIG. 4. A setpoint M Reg for the electrically regenerative brake and setpoints M Reib , VA , M Reib (HA for the friction brake are then generated according to further criteria. This strategy is suitable for higher target vehicle decelerations or corresponding deceleration requests.
Wenn Sollwerte einerseits für die elektrisch-regenerative Bremse und andererseits für die Reibbremse erzeugt werden, kann beispielsweise so verfahren werden, daß zunächst unabhängig von Reibbremse und elektrisch-regenerativer Bremse Sollwerte für die einzelnen Achsen erzeugt werden und dann die Sollwerte für diejenige Achse, an der beide Bremsen wirken, zwischen elektrisch-regenerativer Bremse und Reibbremse aufgeteilt werden. Bei dieser Aufteilung kann gegebenenfalls eine Maximierungsstrategie für das Bremsmoment der elektrisch-regenerativen Bremse verfolgt werden.If setpoints are generated on the one hand for the electric regenerative brake and on the other hand for the friction brake, one can proceed, for example, so that setpoints for the individual axes are first generated independently of the friction brake and electric regenerative brake and then the setpoints for the axis on which both brakes act, to be divided between the electric regenerative brake and the friction brake. With this division, a maximization strategy for the braking torque of the electric regenerative brake can optionally be pursued.
Anhand von Fig. 4 werden Überlegungen hinsichtlich der Bremskraftverteilung zwischen den verschiedenen Fahrzeugachsen erläutert. Fig. 4 zeigt als Abszisse eine normierte Bremskraft an der Vorderachse und als Ordinate eine normierte Bremskraft an der Hinterachse. Kurve 402 zeigt eine im Hinblick auf die Reibwertausnutzung zwischen Reifen und Straße optimierte Verteilungskurve. Am beispielhaft herausgegriffenen Punkt 407 hat die normierte Bremskraft an der Vorderachse einen Wert von etwa 0,6 und an der Hinterachse einen Wert von 0,2. Die Verteilung, die durch die Kurve beispielhaft gegeben ist, ergibt sich anhand dem Kriterium, daß die gleiche Reibwertausnutzung zwischen Rädern an der Vorderachse und der Hinterachse erreicht wird.
Φ oQ Φ cn -_^ 4-> G cd cQ •H xi Φ 4-J g φ Φ4, considerations regarding the brake force distribution between the different vehicle axles are explained. 4 shows a normalized braking force on the front axle as the abscissa and a normalized braking force on the rear axle as the ordinate. Curve 402 shows a distribution curve optimized with regard to the coefficient of friction between tire and road. At point 407 selected as an example, the standardized braking force has a value of approximately 0.6 on the front axle and a value of 0.2 on the rear axle. The distribution, which is given by way of example by the curve, results from the criterion that the same coefficient of friction is achieved between wheels on the front axle and the rear axle. Φ oQ Φ cn -_ ^ 4-> G cd cQ • H xi Φ 4-J g φ Φ
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Entsprechend dem schon eingangs genannten Zusammenhang zwischen Moment M, Drehzahl ö und Leistung P (P = M • Co) ist die elektrisch-regenerative Bremse bei hohen Drehzahlen vergleichsweise schwach. Somit kann es auch bei hohen Motordrehzahlen wünschenswert sein, die Reibbremse gegenüber der elektrisch-regenerativen Bremse zu bevorzugen, was abermals durch eine entsprechende Umschaltung bzw. Veränderung des Schwellenwerts in der Unterscheidungseinrichtung 206 erfolgen kann'.In accordance with the relationship between torque M, speed δ and power P (P = M • Co) already mentioned at the beginning, the electric regenerative brake is comparatively weak at high speeds. Thus, even at high engine speeds, it may be desirable to prefer the friction brake over the electrically regenerative brake, which can again be done by a corresponding switchover or change of the threshold value in the differentiating device 206 ' .
Schließlich kann es auch bei sehr niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten (Fahrzeuggeschwindigkeit nahe Null) wünschenswert sein, anstelle der elektrischregenerativen Bremse die Reibbremse zu verwenden, da aus technischen Gründen bei niedrigenFinally, even at very low vehicle speeds (vehicle speed close to zero), it may be desirable to use the friction brake instead of the electrically regenerative brake, since at low speeds for technical reasons
Fahrzeuggeschwindigkeiten die elektrisch-regenerative Bremse nur schwach wirkt. Auch dann kann eine Hinzunahme bzw. die ausschließliche Verwendung der Reibbremse wünschenswert sein, so daß dann durch eine geeignete Veränderung der Entscheidungskriterien in der Unterscheidungseinrichtung 206 die verzögerungsoptimierte Bremsstrategie verwendet wird.Vehicle speeds that the electric regenerative brake has only a weak effect. Even then it may be desirable to add or use the friction brake exclusively, so that the deceleration-optimized braking strategy is then used by a suitable change in the decision criteria in the differentiating device 206.
Somit liegt ein Aspekt der Erfindung darin, nach Maßgabe von Betriebsbedingungen zwischen einer hinsichtlich der Regeneration elektrischer Energie optimierten Bremsstrategie und einer hinsichtlich der Verzögerungswirkung optimierten Bremsstrategie umzuschalten. Die hinsichtlich der Verzögerungswirkung optimierte Bremsstrategie kann die alleinige Benutzung der Reibbremse oder eine soweit unter dem Blickwinkel der Optimierung der Verzögerungswirkung möglich optimierte Verwendung der elektrisch-regenerativen Bremse umfassen. Die Verwendung der einzelnen Strategien wird nach
•H ß 5H SH .Thus, one aspect of the invention is to switch between a braking strategy that is optimized with regard to the regeneration of electrical energy and a braking strategy that is optimized with regard to the deceleration effect, in accordance with operating conditions. The braking strategy optimized with regard to the deceleration effect can include the sole use of the friction brake or a use of the electric-regenerative brake that is optimized as far as possible from the point of view of optimizing the deceleration effect. The use of each of the strategies will follow • H ß 5H SH.
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